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氧化铝陶瓷-金属封接强度测试

发布时间:2019-8-12 9:24:42  浏览:

陶瓷-金属封接界面单位面积所承受的最大抗张应力,称为抗拉强度(封接强度)。其测试方法分为三种:标准瓷件法、三点法和整管封接强度测试。本文仅对标准瓷件法和整管封接强度测试方法进行分析讨论。

1、标准瓷件法

1.1试样制备

标准陶瓷试样采用浇注、热压铸、挤压、干压和等静压等工艺成型,封接面上应平整,不允许有可见的气孔及斑点,粗糙度Ra为0。80~1。60μm。封接之前,应严格清洁处理。

1.2试验方法

陶瓷-金属封接抗拉件应该在封接面或在封接面附近2mm内断裂方为有效试样。图3为原有螺纹式封接试样抗拉试验夹具示意图,该夹具设计的尺寸偏大,标准陶瓷-金属封接抗拉件安装好之后,与夹具之间有很大缝隙,夹具对中不好,与标准试样接触处吻合得也不好,这样就会造成瓷件在圆弧处断裂。此套夹具采用的是螺纹拧紧的,操作起来比较费时费力。另外,随着陶瓷金属化及封接技术水平的提高,陶瓷-金属封接抗拉件抗拉强度也越来越高,有些已达到20kN左右甚至更高。

针对上述这些问题,恒宇仪器的电子万能材料试验机上设计并加工了新的试验夹具,图4为该夹套式夹具的内部示意图,图5为采用该夹具进行抗拉强度测试装置图。此夹具与标准陶瓷-金属封接抗拉件尺寸非常吻合,保证了夹具对中,避免了在瓷件圆弧处应力集中,造成瓷件在圆弧处断裂的现象,更真实地反映了陶瓷-金属封接抗拉件抗拉强度。另外,测试速度均为6mm/min的情况下,原先测试一个试样需要5min左右,现在只需不到2min,大大节约了测试时间。电子万能材料试验机最大载荷为500kN,同时也解决了试样过载拉不断的问题。

电子万能材料试验机

1.3结果与讨论

本次测试采用了同批次陶瓷-金属封接抗拉件分别采用两套夹具做了对比试验,测试速度均为6mm/min,测试结果见表4。从表4可以看出,两套夹具的测试数据还是比较一致的,新的夹套式夹具所测数据略高一些,说明我们设计的封接试样抗拉试验夹具在工艺方面还是非常科学合理的,满足了试验需求,而且操作简便,大大提高了测试效率。

氧化铝陶瓷-金属封接强度测试

2、整管封接强度测试

整管封接强度测试是最直接、真实反映陶瓷-金属封接强度的测试方法,是在真空开关管用的陶瓷管壳断面进行金属化,与金属封接,与其实际工作状态是一致的。由于其载荷值较高,也没有相应的试验夹具,以前一直未开展相关工作,电子万能材料试验机引进之后,采用50kN的楔形夹具,进行了整管封接强度的测试。测试速度为3mm/min,。表5为不同批次不同工艺整管封接强度测试数据。

 不同批次不同工艺整管封接强度测试数据

 


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